Otimização topológica de estruturas planas utilizando o Método dos Elementos...

Neste trabalho será apresentado um modelo numérico baseado no método dos elementos finitos com a finalidade de utilizar a otimização topológica em estruturas planas, como forma de reduzir a quantidade de material utilizado nos projetos da equipe EESCuderia Mileage. Para este trabalho, foi usada a abordagem ESO (Evolutionary Structural Opt imization), a fim de remover material ineficiente nas estruturas analisadas. Os modelos utilizados como exemplos, foram validados através da comparação com benchmarks disponíveis na literatura. O modelo aplicado à gaiola do carro utilizado pela equipe EESCuderia Mileage sofreu inicialmente remoção de material, foram então encontradas duas geometrias ótimas diferentes, essas geometrias sofreram análises determinísticas usando o software de simulação estrutural ANSYS para validar os modelos encontrados. A análise mecânica determinística utilizada nos modelos da gaiola foi então complementada por meio do uso de algoritmos de confiabilidade. O método utilizado neste trabalho foi a simulação de Monte Carlo; está metodologia tem o intuito de analisar a confiabilidade de treliças planas. Dessa forma a influência das incertezas pôde ser quantificada e a probabilidade de falha pôde ser analisada. Os resultados obtidos para as diferentes geometrias analisadas foram satisfatórios considerando os cenários analisados.

Título em Inglês

Topological optimization of 2D structures using the finite element method. Applications in the automotive industry

Palavras-chave em Inglês

Finite element method
Topological optimization
Reliability

Resumo em Inglês

In this work, we present a numerical model based on the finite element method for the purpose of using the topological optimization in 2 D structures, as a way to reduce the amount of material used in the projects of the EESCuderia Mileage team. For this work the ESO (Evolutionary Structural Optimization) approach was used, as a way to remove inefficient material in the analyzed structures. The models used as examples, through the comparison of benchmarks available in the literature the examples became valid. The model applied to the car cage used in the EESCuderia Mileage team’s car suffered initially material removal, resulting in two different optimal geometries, these topologies suffered deterministics analysis using the simulation software Ansys, to validate the found models. The deterministic mechanical analysis used in the car cage models were then complemented by using reliability algorithms. The method used in this work was the Monte Carlo simulation, in order to analyze the reliability of 2 D trellis. Thus the influence of the uncertainties and the fail probability could be analised. The obtained results for the different geometries were satisfying considering the analyzed scenarios.

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Data de Publicação

2019-08-22

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